基于labview与单片机的电机转速测控系统设计(附件)【字数：9958】
摘 要针对近年来电机的转速应用的准确性和多方位的显示功能，本设计运用霍尔对磁场的感应对电机的转速进行准确测量。在设计中，使用普遍的霍尔元件作为采集信号的元件，单片机作为控制中心和信号处理中心，数码管作为该端显示，LabVIEW作为多方面的终端显示。当转速出现异常时，终端将出现报警。该设计经过测试，可以实现电机转速的控制、测量和显示的目标。同时，本设计实现方法简单、成本较低，广泛的应用于工业生产中。
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 课题的开发背景和意义 1
1.2 转速测量的研究 1
1.3 课题研究 2
第二章 系统的总体方案 3
2.1 系统设计原理 3
2.2 系统方案论证 3
第三章 系统硬件设计 4
3.1 系统电路设计框图 4
3.2 硬件电路模块 4
3.2.1 霍尔转速采集电路 4
3.2.2 单片机控制电路 5
3.2.3 数码管显示电路 7
3.2.4 MAX232通信电路 8
第四章 软件系统设计 10
4.1 软件系统设计原理 10
4.2 单片机软件部分 10
4.2.1 单片机控制部分 10
4.2.2 单片机脉冲信号处理 11
4.3 LaVIEW软件部分 11
4.3.1 串口通讯驱动VISA 12
4.3.2 LabVIEW程序框图 12
4.3.3 LabVIEW前面板 13
4.3 串口通信部分 13
第五章 系统的搭建与调试 14
结束语 15
致 谢 16
参考文献 17
附录 18
第一章 绪 论
1.1 课题的开发背景和意义
随着工艺要求的准确度的提高，电机的速度快慢和调节显得尤为重要。只有好的电机速度才能完成准确生产的要求。考虑生产的安全性和成本，在元器件选择时，要保证电路尽量简单，同时实时同步、准确的显示。目前，很多厂家仍在使用模拟测量对电机进行测速，这 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
在很大程度上限制了转速的精度。同时，在电机的转速突然改变时，模拟测量不能快速的发现并将结果展示给控制者，让工艺出现一些不可避免的失误。
目前，在数字系统中测量电机转速主要分为两类。一类是测量信号直接为方波，只需要单片机对信号进行处理，然后发送至计算机进行显示。这是一种较为简单的测速方法。其优点很多，如响应很快，可以实时测控，灵敏度高。缺点是必须安装测速设备。另一类是直接采用数字测量。随着数字集成电路的不断发展，可以再电机上直接安装一些芯片进行数字化的转速测量。该方法测量的准确性较好，而且可以最大的优点是体积小，扩大测量范围。但是这种方法必须和电机厂家进行协商，提高了生产成本。 选择不同的方法对转速和成本有着不同的影响，在转速参数方面要综合进行考虑。
1.2 转速测量的研究
转速的测量是本设计的核心之一。只有准确的将转速信号采集出来，才能保证信号的准确性。否则，即使后续的处理分析做的再好也得不到优秀的转速参数。目前，有接触和非接触两种转速采集方法。接触式转速测量必须与电机的转轴接触，如汽车的转速仪表、测速发电机等。而非接触类测速在使用时，不需要与电机的转轴相接触，如霍尔的磁场变化、光电转换测速仪表等。这两类测量方法奠定了电机测速的基础，也为电机测速提供了不同的方案。
转速测量的应用在各个领域中的应用极为广泛，在某些程度上，电机转速是一些产品制作工艺的核心，其用处在各个领域的侧重不同，在整个发展中，为其他工业生产提供了必要的生产条件。
1.3 课题研究
本设计主要实现对转速的监测，与此同时，对转速的控制也是本设计的问题之一。监测和控制不是在终端进行显示就可以满足用户的需求，这两者讲究实时性，只有实时的控制这两者，才能达到预期的效果。
鉴于传统的在转速方面的测量误差较大，实时性也相对不准确，无法达到实时的测量和控制电机，单片机又不方便在PC端显示，所以选用LabVIEW作为显示终端是最好的选择。故，本设计由电机模块对实际电机进行仿真，在电机上加上适当的磁就可以使得其周围的磁场变化，霍尔器件在感应到磁场变化时，它的输出端的得到的波形会成为脉冲式的变化，当转速稳定后，得到一个稳定的脉动波形，单片机会接受这个信号，进行处理，然后在数码管上显示。并将这个显示的数值用MAX232传输给计算机，计算机终端的LabVIEW运用VISA进行数据接收，然后整合、显示，完成系统设计的要求。
经过反复的测试，该设计简单易行，成本较低，能够实现设计要求的目标。同时，本设计可以多方面的进行显示，在转速出现异常时，能够及时报警，提醒工作人员，提高生产过程的安全性，让生产人员能够及时调整转速，保证生产质量。
第二章 系统的总体方案
2.1 系统设计原理
本设计运用霍尔元件作为信号采集部分，在将单片机作为设计的控制中心，霍尔会将电机转动时磁场的变化转化为方波信号，单片机可以收集该方波信号，然后运用中断函数对方波信号进行计数，如1秒内方波的个数或者1分钟内方波的个数，在计数到预计到时间后，计数立即清零，并立即进行下次计数，并将计数的结果显示在数码管上，同时，将计数的结果发送至计算机，计算机终端的LabVIEW运用其VISA功能接收数据，处理后，将数据显示在屏幕上，并在编程中限制一定的转速，当高于或者低于要求转速是，系统报警。在要求的范围内，系统实时显示转速，正常工作指示灯常亮。
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 课题的开发背景和意义 1
1.2 转速测量的研究 1
1.3 课题研究 2
第二章 系统的总体方案 3
2.1 系统设计原理 3
2.2 系统方案论证 3
第三章 系统硬件设计 4
3.1 系统电路设计框图 4
3.2 硬件电路模块 4
3.2.1 霍尔转速采集电路 4
3.2.2 单片机控制电路 5
3.2.3 数码管显示电路 7
3.2.4 MAX232通信电路 8
第四章 软件系统设计 10
4.1 软件系统设计原理 10
4.2 单片机软件部分 10
4.2.1 单片机控制部分 10
4.2.2 单片机脉冲信号处理 11
4.3 LaVIEW软件部分 11
4.3.1 串口通讯驱动VISA 12
4.3.2 LabVIEW程序框图 12
4.3.3 LabVIEW前面板 13
4.3 串口通信部分 13
第五章 系统的搭建与调试 14
结束语 15
致 谢 16
参考文献 17
附录 18
第一章 绪 论
1.1 课题的开发背景和意义
随着工艺要求的准确度的提高，电机的速度快慢和调节显得尤为重要。只有好的电机速度才能完成准确生产的要求。考虑生产的安全性和成本，在元器件选择时，要保证电路尽量简单，同时实时同步、准确的显示。目前，很多厂家仍在使用模拟测量对电机进行测速，这 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
在很大程度上限制了转速的精度。同时，在电机的转速突然改变时，模拟测量不能快速的发现并将结果展示给控制者，让工艺出现一些不可避免的失误。
目前，在数字系统中测量电机转速主要分为两类。一类是测量信号直接为方波，只需要单片机对信号进行处理，然后发送至计算机进行显示。这是一种较为简单的测速方法。其优点很多，如响应很快，可以实时测控，灵敏度高。缺点是必须安装测速设备。另一类是直接采用数字测量。随着数字集成电路的不断发展，可以再电机上直接安装一些芯片进行数字化的转速测量。该方法测量的准确性较好，而且可以最大的优点是体积小，扩大测量范围。但是这种方法必须和电机厂家进行协商，提高了生产成本。 选择不同的方法对转速和成本有着不同的影响，在转速参数方面要综合进行考虑。
1.2 转速测量的研究
转速的测量是本设计的核心之一。只有准确的将转速信号采集出来，才能保证信号的准确性。否则，即使后续的处理分析做的再好也得不到优秀的转速参数。目前，有接触和非接触两种转速采集方法。接触式转速测量必须与电机的转轴接触，如汽车的转速仪表、测速发电机等。而非接触类测速在使用时，不需要与电机的转轴相接触，如霍尔的磁场变化、光电转换测速仪表等。这两类测量方法奠定了电机测速的基础，也为电机测速提供了不同的方案。
转速测量的应用在各个领域中的应用极为广泛，在某些程度上，电机转速是一些产品制作工艺的核心，其用处在各个领域的侧重不同，在整个发展中，为其他工业生产提供了必要的生产条件。
1.3 课题研究
本设计主要实现对转速的监测，与此同时，对转速的控制也是本设计的问题之一。监测和控制不是在终端进行显示就可以满足用户的需求，这两者讲究实时性，只有实时的控制这两者，才能达到预期的效果。
鉴于传统的在转速方面的测量误差较大，实时性也相对不准确，无法达到实时的测量和控制电机，单片机又不方便在PC端显示，所以选用LabVIEW作为显示终端是最好的选择。故，本设计由电机模块对实际电机进行仿真，在电机上加上适当的磁就可以使得其周围的磁场变化，霍尔器件在感应到磁场变化时，它的输出端的得到的波形会成为脉冲式的变化，当转速稳定后，得到一个稳定的脉动波形，单片机会接受这个信号，进行处理，然后在数码管上显示。并将这个显示的数值用MAX232传输给计算机，计算机终端的LabVIEW运用VISA进行数据接收，然后整合、显示，完成系统设计的要求。
经过反复的测试，该设计简单易行，成本较低，能够实现设计要求的目标。同时，本设计可以多方面的进行显示，在转速出现异常时，能够及时报警，提醒工作人员，提高生产过程的安全性，让生产人员能够及时调整转速，保证生产质量。
第二章 系统的总体方案
2.1 系统设计原理
本设计运用霍尔元件作为信号采集部分，在将单片机作为设计的控制中心，霍尔会将电机转动时磁场的变化转化为方波信号，单片机可以收集该方波信号，然后运用中断函数对方波信号进行计数，如1秒内方波的个数或者1分钟内方波的个数，在计数到预计到时间后，计数立即清零，并立即进行下次计数，并将计数的结果显示在数码管上，同时，将计数的结果发送至计算机，计算机终端的LabVIEW运用其VISA功能接收数据，处理后，将数据显示在屏幕上，并在编程中限制一定的转速，当高于或者低于要求转速是，系统报警。在要求的范围内，系统实时显示转速，正常工作指示灯常亮。
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